诺奖得主押注的方向,被人抢先了?
而且,谷歌DeepMind的执行长、诺贝尔奖获得者Demis Hassabis也正踏入AI在药物研发领域的探索之中。
他身为该公司的创始人,成功创办了药物研发领域的初创企业Isomorphic Labs,其成立时间不过短短四年。Hassabis透露,截至目前,该公司即将在年底前推出一款由人工智能辅助设计的药物,并进入临床试验阶段。
在采访过程中,Hassabis透露了公司目前的关注焦点,主要集中在肿瘤、心血管疾病以及神经退行性疾病等关键疾病领域。他进一步指出,一般情况下,研发一种新药需要五到十年时间。然而,他们或许能够将这一进程加快十倍。这样的进展无疑将在人类健康领域引发一场深刻的变革。
该领域的发展潜力极为可观,吸引了Isomorphic Labs的关注,并吸引了众多大型制药企业,它们期望通过人工智能技术来减少药物研发的巨大开支,并提升研发的速度与效能。
如今,Future House,或许已在这一领域先行一步。
AI科学家的首个发现
AI领域科学家取得的首次重大进展,涉及一种全新的治疗干性老年性黄斑变性(AMD)的方法。
因为干性AMD是致盲的主要原因之一,这种疗法前景十分广阔。
AI科学家智能体在本次任务中全面负责了撰写论文的全部流程,人类无需进行任何干预——它独立提出了假设、精心设计了实验方案、对数据进行了详尽分析、不断优化迭代,甚至亲自制作了论文中的图表。
可以说,除了没进实验室亲手做实验,AI基本把能干的都干了!
值得注意的是,Future House团队以及那些真正的生物学家们特别指出,这一发现并不意味着他们已经通过人工智能手段治愈了干性AMD。
为了证实这一猜想,我们需进行人体实验,而这一过程将耗费更多的时间。
然而,目前AI科学家并未实现达到「第37步」那样级别的突破。尽管如此,鉴于当前的进展速度,相信他们很快就能达到那个高度。
Robin出场:首个自动化科学发现的AI
在此阶段,该团队成功研发了首个完全自动化的多智能体系统,命名为Robin。
这个AI实现了科学发现计算机内部分的全自动化,正因如此,我们才能揭示这次具有里程碑意义的科研成果。
这恐怕是人类历史上首次实现,将假设的生成、实验过程以及数据分析串联成一个完整的闭环,这一成就标志着,智能体所推动的科学进步速度,将从此迎来显著提升!
就在下周二,团队将以开源形式发布Robin。
与谷歌的Co-Scientist相似,该代码结构精炼。研发团队采纳了多款AI智能体进行创意筛选。预计下周,代码将对外公布,与之同步的,所有相关轨迹数据也将一同公开。
在此之前,FutureHouse推出了一支由AI智能体组成的团队,该团队致力于科研流程中各个步骤的自动化处理。
在这些领域中,Crow、Falcon以及Owl被应用于文献的检索与内容的整合;Phoenix则主要负责化学合成方案的设计;而Finch则擅长处理和解析复杂的数据信息。
此次,团队再次实现了重大进展:将所有智能体整合进了一个名为Robin的统一平台!
这样,科学过程中的关键智力步骤,就全部自动化。
目前,Robin已经取得了一项重要突破——这项发现揭示了Ripasudil具备成为治疗干性老年性黄斑变性(dAMD)的潜在新药资质。
干性老年性黄斑病变是造成全球范围内不可逆失明的主要原因之一。
在此之前,该物质作为一种Rho激酶(ROCK)的抑制剂,已经在临床上被应用于治疗青光眼疾病。
Robin,如何做出首次发现
那么,Robin究竟是如何实现这一重大突破的呢?在探寻的过程中,它不断进行着假设的构建、实验的策划以及数据的深入分析,这一系列步骤构成了一个反复迭代的循环过程。
初始假设
在当前这一阶段,Robin通过Crow进行了深入的文献梳理,进而提出了一项核心的假设——
提升视网膜色素上皮细胞(RPE)的吞噬能力,或许能为干性老年性黄斑变性(dAMD)的治疗带来积极作用。
之后,Robin借助Falcon工具对一组有望达成该目标的候选分子进行了评估,并在实验室对这些分子中的十个进行了实验验证。
随后,Robin借助Finch工具对实验数据进行了深入分析,并据此得出以下结论:Y-27632这款ROCK抑制剂在细胞培养过程中能够显著提升RPE细胞的吞噬作用。
作用机制研究
Robin紧接着建议,有必要开展RNA测序的实验研究,以此来验证Y-27632是否导致了能够说明视网膜色素上皮细胞吞噬功能提升的基因表达模式的改变。
据此,人类科研人员着手进行了实验,Finch负责对数据进行分析,最终结果显示:Y-27632确实增加了ABCA1的表达水平!
ABCA1,就是RPE细胞中一个关键的脂质外排泵。
发现dAMD新疗法
根据首轮药物筛选试验所获得的数据信息,Robin提出了第二批次药物候选名单。
研究人员依照既定的实验步骤进行了检验,最终揭示了一种新的理想选择——Ripasudil,该药物原本已被应用于眼科治疗领域。
这项研究的知识体系,完全由人工智能主导构建,而人类研究人员所扮演的角色,仅限于执行物理实验。
需留意,尽管Robin最初被引入团队用于医疗治疗,然而这一智能系统具备广泛适用性,能够被应用于从材料科学到气候技术等多个不同领域的探索与发现。
科学研究的新范式,从此诞生了。
人类从未想过的方法,被AI发现了
在观看Future House发布的视频后,我们能够获取更多详尽的资讯。
团队的三位成员,都是实打实的生物学家。
Michaela自十年前起,便致力于研究人类细胞基因调控分子机制的根本原理。
Ali身处其中,担任临床科学家一职,正着手在公司搭建药物研发的项目。在此之前,他已获得生物技术领域的博士学位,并且曾创立了一家专注于研发新型生物材料药物的初创企业。
右侧的Benjamin,不久前加入了Future House,现正于牛津大学深造,攻读统计机器学习的博士学位。在此之前,他曾在计算合成生物学领域工作过。
团队透露,为了研发适用于干性AMD的全新治疗药物,他们搭建了一条研发路径,将三个智能体Crow、Falcon(文献综述智能体)以及Finch(原型数据分析智能体)相互连接起来。
该多智能体系统在同类系统中率先实现了假设生成与数据分析的融合,进而构建了一个全流程的治疗发现平台。
以下,就是这个系统的具体工作原理。
经过对150篇相关文献的全面梳理和总结,研究者提出了一套针对干性黄斑变性(dAMD)的实验性治疗方案。
经过对超过四百篇科学文献以及众多临床实验数据的深入分析,该系统提出了关于增强视网膜色素上皮细胞吞噬功能的潜在治疗药物候选者的假设。
然后,团队尝试了本次实验中智能体建议的10种初始药物。
此外,AI推荐在细胞培养实验中,采用ARP 19细胞模型,并通过流式细胞技术来重现该现象。
综上所述,这些智能系统已经几乎涵盖了药物研发流程的所有环节,人类只需在系统提供的分析结果中挑选,并据此进行实验操作即可。
因此,他们得出结论:在提升RPE细胞吞噬功能方面,Y-27632的效果最为显著。
在第二次启动Robin系统并输入实验数据后,该系统推荐了一种名为Ripasudil的新药。
在此之前,大家仅知晓Ripasudil具备抑制吞噬细胞功能的作用,却未曾料想,这种药物竟然还能成为治疗干性黄斑变性的有效手段!
这正是人工智能科研的独到魅力——早在数年前,答案就已经存在,然而,鲜有人意识到可以采用这种独特的方法,将所有的事实信息融合汇聚。
甚至,该AI还提议人类展开对RNA的研究,以探究Y27632为何能够提升吞噬功能。
完成实验任务后,参与者将所得数据提交给Finch,结果显示该药物不仅影响了肌动蛋白细胞骨架相关基因的表达模式,而且对自噬相关基因的表达也产生了变化。
这就揭示了Ripasudil发挥作用的潜在新机制。
只要我们持续进行这一实验流程,智能体将不断执行数据分析任务,进而提出更多假设,这或许将大大增加我们获得关于疾病治疗新机制假设的可能性。
这代表了AI智能体中科学发现上一个真正令人兴奋的里程碑。
更令人激动的是,这个过程才刚刚开始。
参考资料:
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未来之家网站在其研究公告中展示了使用名为Robin的多智能体系统实现端到端科学发现的案例。
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